長效鋼-水熱管的研究與工業(yè)應用(海南會議)

1、長效鋼長效鋼水熱管的研究與工業(yè)應用水熱管的研究與工業(yè)應用周麗純顏祥富劉群（岳陽長嶺設備研究所有限公司，湖南岳陽，414012，07308477601）摘要碳鋼水熱管在使用過程中不凝氣（H2）的積聚是常見的問題。通過幾年的開發(fā)研究，成功地開發(fā)出一種既適合于中溫又適用于常溫下的在線氧化除氫技術。用該技術生產的長效鋼—水熱管，在石油、化工行業(yè)已成功的進行了工業(yè)應用。在相同熱管數(shù)量下，熱風平均溫度提高20℃以上，節(jié)能效果明顯；而使用壽命是普通熱

2、管兩倍以上，取得了節(jié)能、降本雙重增效的作用。關鍵詞關鍵詞熱管熱管不凝氣不凝氣氧化除氫劑氧化除氫劑研究研究工業(yè)應用工業(yè)應用1前言前言熱管是一種很好的傳熱元件，但由于鋼水化學不相容性，導致熱管的工作壽命不夠長、傳熱性能不夠穩(wěn)定。盡管目前采取了管內壁鈍化、工質中添加緩蝕劑等手段，但熱管的生產工藝流程決定了不論表面處理得有多好，在最后的焊接成型過程中內表面鈍化膜或多或少的要受到高溫破壞。因此，相當多的鋼水熱管的工作有效壽命僅在兩年左右，遠不能滿

3、足現(xiàn)有生產周期的要求。上述問題的存在，迫使國內、外專家進行專題的研究，研制出了熱管用氧化除氫劑。早在八十年代初國外專利報道，使用CuO氧化劑可消除熱管內不凝氣體（氫氣），但反應溫度需在160℃以上。隨著節(jié)能工作的深入，人們節(jié)能意識的增強，排煙溫度較早期的大幅降低，這樣，對除氫劑的反應溫度提出了新的要求。目前國內報道最低反應溫度不得低于65℃，而國外最新的報道，最低的反應溫度為70℃。盡管這樣，仍不能滿足工業(yè)應用要求，尤其在石化行業(yè)。為此

4、，我們開始了這一實用技術的開發(fā)研究。2.2.氧化除氫劑的反應機理氧化除氫劑的反應機理所研制的氧化除氫劑由電極電位為正值的多種氧化劑復合而成，這些物質具備以下性質：在碳鋼水熱管的正常工作溫度下不會自行分解，但容易被還原；能與氫發(fā)生反應，反應后產物無毒、無腐蝕，且能與熱管內工質很好相容；成本較低，存在量大，不與水蒸汽起反應。針對已有的氧化除氫劑反應速度慢、起始溫度高等不足，本氧化除氫劑采用了吸附技術及新型復合配方，反應速度提高數(shù)倍，反應溫度

5、降至常溫。其反應機理為氧化還原反應。3.試驗室研究試驗室研究普通熱管長效熱管普通熱管長效熱管20.0?150.0?20406080100120140LI01LI02LI03LI04LI05LI0620.0?150.0?20406080100120140LI01LI02LI03LI04LI05LI06試驗啟動時紅外熱像圖試驗啟動時紅外熱像圖試驗結束時紅外熱像圖試驗結束時紅外熱像圖熱管始末點溫差趨勢圖06026102227445168769

6、4106120130150172時間(小時)溫差(℃)長效熱管(℃)普通熱管(℃)圖2熱管熱態(tài)對比試驗結果熱管熱態(tài)對比試驗結果從圖2中紅外熱像圖可清晰地看到，添加有氧化除氫劑的長效鋼長效鋼—水熱管水熱管在運行過程中冷卻端溫度無明顯變化，而普通熱管端部出現(xiàn)明顯的低溫區(qū)即不凝氣聚積區(qū)，兩種熱管等溫性能相差明顯；再從趨勢圖來看，試驗啟動時，長效熱管始末點溫差為8℃，普通熱管溫差為10℃，二者相差不大，運行約70小時后，普通熱管始末端兩點溫差達

7、到最大值51℃，其后基本趨于穩(wěn)定；而長效熱管在整過試驗過程，溫差在8～10℃范圍內波動，無明顯變化，說明氧化除氫劑在線去除不凝氣的效果明顯。普通熱管內不凝氣的積聚大部分是在啟動初期形成的，積聚量達到一定程度后與溫度有一定的關系，但與時間無關。試驗說明：1.熱管內表面進行了酸化去膜處理，工質為蒸餾水質為蒸餾水，熱管制作后馬上馬上開始試驗。2.長效熱管內除加有氧化除氫劑外，其余制作過程與普通熱管一致。3.試驗條件：冷熱端比3:1，光管，自然